磨机衬板工作条件及所用材料的综合分析.pdf

2014年第4期
设各与工老
2014年8月 FOUNDRY EQUIPMENT AND TECHNOLOGY
Aug,2014N4
应用研究?
磨机衬板工作条件及所用材料的综合分析
郭秀芳,马涛
(太原重型杌械集团有限公司,山西太原030024)
摘要:通过对矿山磨机村板工作状沉及受力条件分析,确定村板材料适合的性能:硬度HRC≥45,冲击韧
度a,≥25Jm;通过对三种常用村板材料的化学成分、机機性能以及热处理分析,从而确定了不同工作状况下衬
板的选材。
关键词:靡机;树板;多元合金;耐磨性
中图分类号:TC145文献标识码:A文章编号:1674-6694(2014)04-0040-02
Analysis of Work Condition and Material Selection for Mill Liner
GUO iuー fang,MAT
Taiyuan Heavy Machinery Group CO, LTD, Taiyuan Shanxi 030024, China
Abstract: Through analyzing the work and loading condation of the mill liner which applied in mine industry, the mechanical
property is determined as: HR=45, ax=25 Jcm By analyzing the composition, mechanical property and heat treatment of three
common materical, the liner material suitable for the different work condition is selected
Key words: mill, liner, multi-element alloy, abrasive
我国治金矿山(铁矿、金矿等湿式磨机衬板,以
磨机衬板的主要作用是保护磨机并利用衬板
高锰钢制作为主。矿山湿式磨机衬板,使用工况条的凸峰带起磨球,对物料进行研磨和粉碎。所以衬
件恶劣.既受腐蚀又受冲击和磨损。高錳钢虽然韧板的主要失效形式是小能量多次冲击下的磨料磨
性高、耐冲击性能好;但耐磨损、耐腐蚀性能较差。损。研磨体群和物料在运动中,大直径的磨球主要
因此国内外近年来纷纷研制改性高錳钢、中碳合金分布在外圈,瀑落时大部分砸在物料床底部,只有
钢、高铬铸铁等材质衬板取代高锰钢。国内外有关小部分砸在树板上,由于物料的缓冲作用和物料与
报道表明,湿式磨机中现用各种材质衬板使用效果研磨体在工作中相互撞击打乱了研磨体的运行轨
均不理想,主要表现为寿命较短。为适应冶金矿山迹,使得落击点偏离,下降高度降低,因而大大减缓
严酷的工况条件,研制一种性能优异,成本适中的了研磨体对衬板的一次冲击,增加了冲击次数,提
新材料取代高锰钢。
高了冲击频率。研磨体对衬板冲击造成衬板断裂的
众多研究指出,在湿态下,特别是在腐蚀介质主要作用力是衬板表面与研磨体接触点切向的垂
中,同种材料的磨损率是干态下的数倍。湿态腐蚀直分カ,这个力的大小受衬板形状、研磨体运动状
磨损并非纯磨损与纯腐蚀的叠加,而是具有交互加态速度和方向等诸多因素影响使之很大程度上削
速作用的复杂过程。本文针对矿山行业的特点认弱了直接作用的强度,使衬板受冲击程度得到改
真分析了磨机衬板的工作条件及主要失效原因并善。
对不同衬板材料性能、热处理进行了综合分析
1.2衬板主要失效形式分析
直到目前国内磨机衬板的材料仍然有近一半
磨机衬板工作条件分析
采用普通的高锰钢,高锰钢衬板的主要失效形式有
受力分析
以下几种
1)断裂失效:磨机衬板因受到研磨体和物料的
收稿臼期:2014-06-07
较大神击,特别是目前水泥磨机向着高效节能的大
作者简介:郭秀芳(1973-),女,技师。
型化发展的形势下,衬板的受冲击功作用增大。断
F-mail:gugu0102032@163.com
兔w,xuctutl.com
2014年第4期
郭秀芳,马涛磨机衬板工作条件及所用材料的综合分析
造设各与エ
裂的危险性增加,尽管髙锰钢韧性很好,但目前供
表1高铬铸铁化学成分
货质量不能很好保证,例如出现含碳量过高,锰碳
元素C「 Si Mn Cr Mo Cu Re S
P
比不当,水韧处理存在问题时会发生断裂失效。
质量12.6~10.7~11.1-14-16/08~10.4-0.3≤0.06<0.06
分数/%2,.80.91.5
20.6
2)突起变形:高锰钢衬板在工作中受到研磨体
和物料的不断冲击产生相变使体积增大,同时还由
3)热处理如图1所示
于冲击带来塑性材料的延展,造成树板厚度尺寸降
低,周向尺寸加大的塑性变形,而衬板的周向尺寸
受球磨机外形尺寸的限制,没有多少伸缩空间导致
树板突起,引起紧固螺栓的拉断,造成部分衬板脱
300
0.5h
空淬
落等严重后果。这种现象在较大型磨机上时有发
生,在小型磨机上也有发生。
空冷
3)磨损失效:磨料磨损是磨机失效的主要形式
时间h
之一,即使在大磨机一仓工作的衬板承受的应力较
升温速度≤80℃h,淬、回火间隔时间不超过8h
大,表面容易产生加工硬化,但这种硬化层很薄,在
图1高铬铸鉷热处理曲线图
磨料的反复作用下,被挤压变形隆起的金属及受大
块磨料棱角冲击的硬化层很容易开裂而剥落。经研
热处理时需注意的问题
究发现更多条件下的衬板表面实现加工硬化的程
(1)热应力问题,因为高铬铸铁合金元素含量
度有限,就更加速了研磨体物料与衬板的干摩擦磨高,而合金含量越高材料导热性越差,在炉子里加热
损,并伴随有凿削和犁铧现象发生2。
若不控制加热速度,当衬板表层已达700℃~800℃
经过对衬板工作状况和高锰钢衬板的失效分而芯部只有300℃~400℃时,这样因内外温差造
析可以认为针对磨机的工作条件选择具有较好综成膨胀不同步而产生热应力,极易造成衬板开裂。
合机械性能的高硬度、高耐磨性材料生产衬板是安所以应尽量低温人炉(<300℃).升温速度应控制
全有效的。实践经验及大量的研究结果均表明,球在≤80℃h,在650℃时再保温0.5h以减小其内外
磨机衬板的冲击韧度应大于25J/cm2,且硬度应不温差;
低于45HRC.另外,矿浆均呈酸性或碱性,因此衬板
(2)淬火时由于在强风冷却下,表面温度迅速
同时应具有良好的耐蚀性能。
降低,短期内表层与芯部会有较大温差,所造成的
2不同材料衬板的分析
内应力会残留在树板内,应及时回火消除应力,否
则极易自然开裂。
通过对衬板的工作条件及失效形式分析,衬板2.12中碳多元低合金钢(ZG45i2 MNBTIRE
材料选取应考虑以下几个主要问题
化学成分见表2,热处理曲线如图2
1)相对耐磨性或使用寿命要高;
表2ZC45s2 MNBIRE化学成分
2)有适当的韧性,保证衬板在服役过程中
元素 c Si MNRET B
P
的安全可靠性是尤为重要的;
质量